Vì sao lại phải dùng dòng điện siêu cao áp để truyền tải điện đi xa?

Ở nông thôn hoặc vùng ngoại ô, ta thường thấy những cột điện cao sừng sững, trên đó mắc nhiều dây điện lớn để đưa điện từ nhà máy phát điện đến các cơ quan, xí nghiệp và hộ gia đình. Những cột điện đó thường được gọi là cột điện cao thế. Điện phát ra từ nhà máy thường chỉ có điện áp từ 1.000 đến 20.000 vôn. Muốn truyền điện đi xa, trước tiên người ta phải dùng máy biến áp để tăng điện áp lên mức siêu cao áp, có thể đạt tới vài chục vạn vôn, rồi mới đưa vào lưới điện. Khi điện đến nơi sử dụng, người ta lại dùng máy biến áp để hạ điện áp dần xuống mức phù hợp. Ví dụ, điện dùng trong nhiều nhà máy là 330 vôn, điện sinh hoạt trong gia đình là 220 vôn; ở một số nước như Mỹ, điện sinh hoạt là 110 vôn.

Vì sao phải dùng điện siêu cao áp để truyền tải điện đi xa?

Mục đích chủ yếu là giảm tổn thất trên đường dây trong quá trình truyền tải. Dây dẫn thường được làm bằng nhôm hoặc đồng, nhưng chúng vẫn có một điện trở nhất định. Điện trở này làm một phần điện năng chuyển thành nhiệt năng, khiến điện bị hao hụt trong quá trình truyền đi. Do các nhà máy phát điện thường đặt xa thành phố và khu dân cư, đường dây truyền tải rất dài, nên tổn thất điện năng do điện trở gây ra có thể rất lớn.

Cách thực dụng nhất để giảm tổn thất là dùng điện áp rất cao khi truyền tải. Khi điện trở đường dây không đổi, công suất hao phí trên dây tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện. Trong khi đó, công suất truyền tải bằng tích của điện áp và dòng điện. Vì vậy, nếu tăng điện áp thì có thể giảm dòng điện, nhờ đó giảm công suất hao phí trên đường dây. Chính vì lý do này, người ta lựa chọn truyền tải điện bằng dòng điện siêu cao áp. Tất nhiên, điện áp truyền tải cũng không thể tăng lên vô hạn mà phải nằm trong giới hạn kỹ thuật cho phép.